46 Резка металла Кислородная резка

По назначению кислородную резку делят на разделительную и поверхностную. Разделительная резка предназначена для вырезки заготовок, раскроя листов и для других работ, связанных с разрезкой металла на несколько частей. Поверхностная резка предназначена для разделки канавок на металле, удаления поверхностных дефектов на отливках, прокате и сварных швах, удаления головок заклепок, снятия поверхностного слоя металла и ряда других работ.

По способу выполнения кислородную резку делят на ручную и машинную. Ручную резку выполняют специальным резаком, машинную — на специальных газорезательных полуавтоматах и автоматах.

Кислородная резка основана на сгорании металла в струе технически чистого кислорода. Металл при резке нагревают пламенем, которое образуется при сгорании какого-либо горючего газа в кислороде. В некоторых случаях в качестве горючего газа используют пары керосина или бензина. Кислород, сжигающий нагретый металл, называют режущим. В процессе резки струю режущего кислорода подают к месту реза отдельно от кислорода, идущего на образование горючей смеси для подогрева металла. Касаясь нагретого металла, режущая струя кислорода интенсивно окисляет и сжигает его верхние слои. Процесс окисления верхних слоев металла сопровождается выделением большого количества тепла, которое идет на прогрев нижних слоев металла. Процесс сгорания разрезаемого металла распространяется на всю толщину, образующиеся окислы выдуваются из места реза струей режущего кислорода.

Металл, подвергаемый резке кислородом, должен удовлетворять следующим требованиям: температура воспламенения металла в кислороде должна быть ниже температуры его плавления, окислы металла должны иметь температуру плавления ниже, чем температура плавления самого металла, и обладать хорошей жидкотекучестью, металл не должен обладать высокой теплопроводностью. Медь, алюминий и их сплавы, а также чугун не удовлетворяют этим требованиям и не поддаются кислородной резке. Хорошо поддаются резке низкоуглеродистые стали. Среднеуглеродистые и высокоуглеродистые стали также достаточно хорошо режутся, однако в некоторых случаях нужен предварительный их подогрев.

Склонность сталей к закалке при содержании в них некоторых легирующих примесей, а также при содержании углерода более 0,3%, способствует получению трещин при резке их без предварительного подогрева. Легирующие примеси в сочетании с углеродом неодинаково влияют на способность стали поддаваться кислородной резке. Влияние различных элементов на разрезаемость сталей кислородной резкой указано в табл. 54.

Таблица 54. Влияние углерода и легирующих примесей на разрезаемость сталей обычной кислородной резкой
Легирующий элемент	Влияние на разрезаемость
Углерод	При содержании более 1% резка невозможна
Кремний	Сильно затрудняет резку при содержании более 4% и одновременном содержании углерода в сплаве свыше 0,2%
Марганец	Ухудшает резку при содержании более 4%
Никель	Позволяет резку при содержании в стали до 7%, однако при содержании более 34% резка ухудшается
Хром	Очень сильно затрудняет резку при содержании более 5%
Вольфрам	Сильно ухудшает резку при содержании более 10%
Молибден	При содержании до 0,25—0,3% не затрудняет резку, но способствует закалке кромок реза
Сера и фосфор	При содержании в пределах, предусмотренных стандартами, на резку не влияют

Для кислородной резки пригодны горючие газы и пары горючих жидкостей, дающие температуру пламени при сгорании в смеси с кислородом не менее 1800°С. Особенно важную роль при резке имеет чистота кислорода. Для резки необходимо применять кислород с чистотой 98,5—99,5%. С понижением чистоты кислорода очень сильно снижается производительность резки и увеличивается расход кислорода. Сравнительные данные по снижению производительности резки и увеличению расхода кислорода с понижением его чистоты приведены в табл. 55.

Таблица 55. Зависимость времени резки и расхода кислорода от чистоты кислорода
Параметры	Показатели при чистоте кислорода, %
	99,5	99,0	98,5	98,0	97,5
Время резки 1 м реза, %	100	105,3	112,9	120,7	131,0
Расход кислорода на 1 м реза, %	100	111,9	129,2	145,9	168,1

Оборудование для кислородной резки

Рис. 119. Схема устройства ручного резака инжекторного типа

Резаки. Для кислородной резки с применением ацетилена используют оборудование для ацетиленовой сварки, но вместо сварочной горелки применяют газовый резак обычно инжекторного типа (рис. 119). Кислород по рукаву, надетому на кислородный ниппель 1, поступает в резак. Часть кислорода, проходя вентиль 2 и инжектор 10, идет в смесительную камеру 9. Остальная часть кислорода (режущий кислород) направляется в головку 5 через вентиль 3 и трубку 4. Из головки резака режущий кислород проходит через центральный канал внутреннего мундштука 6 и поступает к месту реза. Ацетилен подводится в резак по рукаву, надетому на ниппель 12. Затем ацетилен проходит через вентиль 11 и по пазам инжектора, находящимся на его наружной поверхности, поступает в смесительную камеру 9. Ацетилен в смесительную камеру подсасывается кислородом, проходящим в центральное отверстие инжектора. В смесительной камере образуются горючая смесь, которая проходит по трубке 8 в головку резака, откуда через кольцевой зазор между наружным мундштуком 7 и внутренним мундштуком 6 выходит наружу. На выходе горючую смесь поджигают, и при этом образуется подогревающее пламя. Для ручной разделительной резки широко применяют резаки типов «Пламя-62» (табл. 56).

Таблица 56. Техническая характеристика резака «Пламя-62»
Параметры	Показатели при толщине разрезаемого металла (низкоуглеродистая сталь), мм
	3—6	6—25	50	100	200	300
Номер мундштука:
внутреннего	1	2	3	4	5	5
наружного	1	1	1	2	2	2
Давление кислорода, МПа	0,35	0,4	0,6	0,8	1,1	1,4
Расход газов, м3:
кислород	3	5,2	8,5	18,5	33,5	42
ацетилен	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,2
Ширина реза, мм	2-2,5	2,5-3,5	3,5-4,5	4,5-7	7-10	10-15
Скорость резки, мм/мин	550	370	260	165	100	80

Для резки с применением газов-заменителей ацетилена применяют резак РЗР-62.

Техническая характеристика резака РЗР-62
Толщина разрезаемой стали, мм	3-300
Расход газов, м3/ч:
режущего кислорода	2,5-40
для подогревающего пламени (одного из горючих газов):
а) метана и природного газа	1,1-1,9
кислорода	1,7-2,9
б) пропана и пропан-бутановых смесей	0,4-0,7
кислорода	1,4-2,5
в) коксового газа	2,2-3,8
кислорода	1,8—3,0
Давление, МПа:
кислорода в рабочей камере редуктора	0,2-1,1
горючего газа	0,005—0,01
Габаритные размеры, мм	545x155x70
Масса, кг	1,3

Кроме этих резаков применяют также универсальный резак РУ-66. Универсальный резак предназначен для ручной резки с использованием подогревающего пламени, образуемого смесью ацетилена или газов-заменителей ацетилена с кислородом. Резак РУ-66 выпускается в трех исполнениях: РУ — для резки стали с использованием в качестве горючего ацетилена и газов-заменителей; РУА — для резки стали с использованием в качестве горючего только ацетилена; РУЗ — для резки стали с использованием в качестве горючего газов-заменителей ацетилена.

Техническая характеристика резака РУ-66
Толщина разрезаемой стали, мм	3—300
Расход газов, м3/ч:
кислорода	3—36
ацетилена	0,6—1,2
природного газа	0,96—1,92
пропан-бутана	0,36—0,72
Давление газов, МПа:
кислорода в рабочей камере редуктора	0,35—1,2
ацетилена	0,001
газа-заменителя	0,0005—0,01
Длина резака, мм	545
Масса, кг	1,6

Помимо резаков, предназначенных для разделительной резки, существуют резаки специального назначения для поверхностной резки, например, резаки типа РАП-62, РПА-62 и РПК-62. Резак РАП-62 используют для удаления корней сварных швов, а также мелких дефектов на отливках. В качестве горючего газа для этого резака используют ацетилен.

Техническая характеристика резака РАП-62
Параметры	Мундштук
	№1	№2
Размеры вырезаемой канавки, мм:
ширина	7-10	8—16
глубина	3—7	2—10
Скорость резки, мм/мин	5—9	5
Расход газов, м3/ч:
кислорода	3,7—7	14—20
ацетилена	1,0—1,2	1,0—1,2
Давление газов, МПа:
кислорода	0,4—0,6
ацетилена	>0,001
Габаритные размеры резака, мм	680x130x80
Масса, кг	1,25

Резаки РПА-62 и РПК-62 используют для удаления дефектов сварных швов, для чашеобразной подготовки кромок листов под сварку и для удаления местных дефектов на отливках и прокате.